JPS6040278Y2 - スプ−ル式流量調整弁を用いた切削加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はスプール式の流量調整弁を用いることで、切削
工具のワーク加工時における送り速度を変化し得るよう
にした切削加工装置に関する。

従来の油圧シリンダーを用いた切削加工装置は第６図に
示す如く、油圧源１に方向切換え用電磁弁２が接続され
、この電磁弁２の排出側に油圧シリンダー３を連結し、
シリンダー３のピストン４先端にドリル５が取り付けら
れている。

油圧シリンダー３に流量調整弁６とチェック弁７とを並
列に接続腰電磁弁２を介して油タンク８に連通させる。

電磁弁２の作動で油圧をシリンダー３に供給シ、ピスト
ン４先端のドリル５をワーク方向へ送り移動させるとと
もに、第１及び第２の絞り弁９．１０を備える調整弁６
によってシリンダー３から排出される油流量を変え、ワ
ーク切削加工時におけるドリル５の送り速度を調節する
ようにしている。

そして、流量調整弁６の具体的な構造は第５図に示す如
く、弁６は軸方向に摺動自在なスプール式で、スプール
１１はドグ１２によって摺動腰弁６はメカニカル方式で
ある。

４ポ一ト３位置形式によって構成したスプール式流量調
整弁６はインポート部１３と中間ポート部１４との間に
上記第１絞り弁９を有し、中間ポート部１４とアウトポ
ート部１５との間に第２絞り弁１０を備える。

スプール１１にはランド部１１ａ、ｌｌｂが形成され、
インポート部１３側の一方のランド部１１ａはスプール
先端まで同じ径を連続させることによって形成されてい
る。

又スプール１１には他方のランド部１１ｂを挾むように
径を狭搾した２個の細径部１１ｃ、１１ｄが形成されて
いる。

第５図Ａに示す如くドグ１２がスプール１１から分離し
ている場合には弾発バネ１６によってスプール１１は弁
本体６ａから突出し、ノーマル位置となつている。

この時には油は矢印で示すようにインポート部１３から
中間ポート部１４を介してアウトポート部１５へ直接流
入し、従って多量の油が流通する。

ドグ１２が流通調整弁６側へ移動して第１作動面１２ａ
がスプール１１先端に当接すると、第５図Ｂの如くスプ
ール１１が弁本体６ａに一定長さ沈み込み、第１段オフ
セット位置となる。

この場合にはランド部１１ａでインポート部１３と中間
ポート部１４間の環状突部１７が閉塞されるため、油は
絞り弁９を通って中間ポート１４に達することとなり、
油流通量は減少する。

ドグ１２が更に移動して第５図Ｃの如く第２作動面１２
ｂとスプール１１とが当接すると、スプール１１は第２
段オフセット位置となり、２個のランド部１１ａ、ｌｌ
ｂは夫々インポート部１３と中間ポート部１４間の環状
突部１７、及び中間ポート部１４とアウトポート部１５
間の環状突部１８を閉塞する。

この結果、油はインポート部１３から絞り弁９を経て中
間ポート部１４に至り、中間ポート部１４から他方の絞
り弁１０を経てアウトポート部１５に達し、２個の絞り
弁９，１０を通る。

従って第１段オフセット位置よりも油の流量は絞り弁１
０の絞り量分だけ減る。

以上の如〈従来の流量調整弁６は第１段オフセット位置
においては１個の絞り弁９を油が流通するが、第２段オ
フセット位置においては２個の絞り弁９，１０を流通し
、油流通量の更なる減少が図られる。

第５図Ａで示す流量調整弁６のノーマル位置では既述の
如く多量の油が流通するため、上記ドリル５を取り付け
た油圧シリンダー３の送り速度は大きく、第７図で示す
如く早送りイされる。

ドグ１２の第１作動面１２ａとスプール１１との当接で
第５図Ｂの第１段オフセット位置になると、絞り弁９の
絞り作用による油流通量の減少でドリル５の送り速度は
遅くなり、この遅送り口によってワークの加工が開始さ
れ、同じ速度を維持して切削加工が威される。

このままワークを加工し終ることもあるが、第５図Ｃの
第２段オフセット位置は例えは下リル５のワーク貫通直
前に使用し、これによって加工孔を外観良好に仕上げる
。

ところで、切削加工、特にドリル加工においてはドリル
がワークを一定法さ加工するまでの皿モミ時には、所定
の位置に正しく加工するために送り速度を低速とするこ
とが望ましく、これによりドリル先端の振れ等を防止す
ることにより加工精度を高度に保つことができる。

皿モミが完了し、所定の位置に孔開けを始めたならば下
リルの送り速度を増し、切削加工効率を向上させ、短時
間でワーク加工を終了するように設定することが好まし
い。

以上の点を勘案して従来のスプール式流量調整弁を用い
た切削加工装置を考察してみると、ワーク加工開始直前
に流量調整弁６を第１段オフセット位置にすることによ
りドリル５の送り速度は低下するが、皿モミ加工が終っ
た後もこの速度のままワークの加工が威される。

第２段オフセット位置に流量調整弁６を切り換えても２
個の前記絞り弁９．１０を油は通過するため、第１段オ
フセット位置よりも油流通量は減り、従ってドリル５の
送り速度は遅くなり、送り速度を増すことはできない。

このため切削加工効率を成る程度の水準に維持するため
には、ドリル５がワークを加工し始める段階でドリル送
り速度を成る速度以上としなければならず、皿モミ時と
この後の加工時における送り速度が同じとなる。

このような方法でワークを加工した結果を第８図で示し
、図中実線Ａは孔位置のＸ方向加工精度を、又点線Ｂは
同ｙ方向加工精度を示しており、必ずしも満足すること
ができる値とはなっていない。

本考案者は以上の如き従来における問題点に鑑み、これ
を有効に解決するために本考案を戊したものである。

本考案の目的とする処は、ランド部、小径部を設けたス
プールを弁本体に摺動自在に嵌装腰且つ弁本体内に形成
したインポート部と中間ポート部の間に第１の絞り弁を
介設するとともに、中間ポート部とアウトポート部との
間に第２の絞り弁を介設するようにしたスプール式流量
調整弁を用いた切削加工装置において、第１段オフセッ
ト位置、第２段オフセット位置において第１絞り弁、第
２絞り弁に個別に油を通過させるように腰第２段オフセ
ットに切り換えても従来と異なり２個の絞り弁に油を流
通させず、各オフセット位置において第１、第２の絞り
弁の絞り作用を単独に機能させ、第１の絞り弁よりも第
２の絞り弁の絞り量を小さくすること等により、第１段
から第２段オフセット位置への切り換えで油の流通量を
増すことができるようにしたスプール式流量調整弁を用
いた切削加工装置を提供する。

又本考案の目的とする処は、ドリル等の切削工具を備え
た油圧シリンダーに方向切換弁を接続するとともに、こ
の油圧シリンダーの排出側にスプール式流量調整弁を接
続し、且つこの流量調整弁のスプールに３個の小径部を
形威し、インポート部と中間ポート部との間に絞り量の
大きい第１の絞り弁を、中間ポート部とアウトポート部
との間に絞り量の小さい第２絞り弁を夫々設け、流量調
整弁の第１段オフセット位置において第１絞り弁により
油流通量を減少せしめて切削工具の送り速度を遅くし、
第２段オフセット位置において第２絞り弁により油流通
量をこれより増大せしめて切削工具の送り速度を速くし
、遅送りから早送りへ工具のワーク加工速度を切り換え
ることができるようにした切削加工装置を提供する。

従って本考案の目的とする処は、切削工具を例えは下リ
ルとした場合、ドリルの皿モミ加工時には送り速度を遅
くすることにより孔開は位置精度の向上を図り、次いで
送り速度を増すことにより加工効率を向上させ、加工精
度を高めつつ短時間で切削作業を終了するようにした切
削加工装置を提供する。

以上を遠戚するために本考案は、弁本体の内部に形威さ
れた環状突部との間で油を通過させるスプールの小径部
を従来の２個に１個追加して計３個とし、新たに設けた
小径部により第２段オフセラ！・位置において第１絞り
弁を介さず、第２絞り弁のみに油を流通させ、以って第
１段オフセット位置４よりも第２段オフセット位置にお
ける油流通量を増加、させるようにしたことを特徴とす
る。

以下に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図はスプール式流量調整弁２０の基本構造とその作
用を示す。

この流量調整弁２０は４ポ一ト３位置形式で、弁本体２
０ａの内部に嵌装されたスプール２１はドグ２２との当
接により軸方向にノーマル位置、第１段オフセット位置
、第２段オフセット位置に順次摺動し、ドグ２２による
メカニカル方式を採用している。

弁本体２０ａには夫々円環状のインポート部２３、中間
ポート部２４、アウトポート部２５がスプール２１の摺
動方向に並設され、これら２３，２４．２５は環状突部
２６，２７によって区画されるとともにこれら環状突部
によって連通孔を形威している。

スプール２１に環状突部２６，２７の内径と略同じ外径
の３個のランド部２１ａ、２１ｂｔ ２１ｃを形威し、
このうちのドグ２２に最も近い最上部のランド部２１ａ
をスプール２１先端まで同じ径を連続させて形威してい
るが、このランド部２１ａは通常のランド部と異なり後
述で明らかなように油の流通、遮断を行わない。

そして図から明らかなようにランド部２１ｂと２１ｃと
の距離は環状突部２６及び２７によって形威される連通
孔間の距離よりも短くしている。

各ランド部の間に３個の小径部２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ
を設け、第５図で示した従来のスプール式流量調整弁６
に小径部を１個追加し、計３個とする。

新たに追加した小径部２１ｄをランド部２１ａと２１ｂ
の間に形威し、ノーマル位置においてはインポート部２
３に臨ませ、第２段オフセット位置においてはインポー
ト部２３と中間ポート部２４間の環状突部２６と対向す
るようにその位置を設定する。

インポート部２３と中間ポート部２４を通路２８で接続
するとともに、この通路２８に絞り量が大きく、油流通
量の比較的少ない第１絞り弁２９を設ける。

又中間ポート部２４とアウトポート部２５を通路３０で
接続し、この通路３０には上記絞り弁２９よりも絞り量
が小さく、油流通量を多くした第２絞り弁３１を設ける
。

以上の２個の絞り弁２９．３１は図示例ではロータリー
バルブ式の可変絞り弁とした。

スプール２１は止め栓３２で縮装支持されたバネ３３に
よって弾発され、第１図Ａの如くドグ２２が分離してい
るノーマル位置においては弁本体２０ａから突出し、小
径部２１ｅ、２１ｆは環状突部２６．２７によって形成
される連通孔内に臨みこの間に隙間が形成され、流量調
整弁２０はオーブンセンターとなっている。

従ってノーマル位置においてはインポート部２３から中
間ポート部２４を介してアウトポート部２５へ油が矢印
の如く直接流通し、多量の油通過量となる。

ドグ２２が移動腰第１作動面２２ａとスプール先端との
当接でスプール２１が弁本体２Ｏａ内に沈み込むと、第
１図Ｂの第１段オフセット位置となり、この場合にはラ
ンド部２１ｂがインポート部２３と中間ポート部２４間
の環状突部２６によって形成される連通孔を閉塞し、イ
ンポート部２３から通路２８へ油は流入し、絞り弁２９
によって油流通量は減少せしめられ、この後は中間ポー
ト部２４から環状突部２７と小径部２１ｆ間の隙間を介
してアウトポート部２５へ達し、排出される。

ドグ２２が更に移動して第１図Ｃの如く第２作動面２２
ｂとスプール先端との当接て第２段オフセット位置にな
ると、ランド部２１ｂは中間ポート部２４に臨み、イン
ポート部と中間ポート部２４間の環状突部２６は新たに
設けた小径部２１ｄと対向し、従ってこの間に隙間が形
成され、絞り弁２９を介さずこの隙間を通って油はイン
ポート部２３から中間ポート部２４に流入する。

中間ポート部２３とアウトポート部２５間の環状突部２
７によって形成される連通孔はランド部２１ｃで閉塞さ
れるため、油は中間ポート部２３から通路３０へ入り、
第２絞り弁３１によって絞られてアウトポート部２５に
達し、この後排出される。

以上の如く第１段オフセット位置と第２段オフセラ１〜
位置において第１及び第２絞り弁２９，３１に個別に油
は通過し、いずれのオフセット位置においても２個の絞
り弁２９．３１が同時に絞り作用を行うことはなく、夫
々の絞り弁の絞り作用を単独に機能させることができる
。

第１段オフセット位置において油が通過する第１絞り弁
２９は絞り量が大きく、これに対して第２段オフセット
位置によって油が通過する第２絞り弁３１の絞り量は小
さいため、第１段オフセット位置において一旦減少した
油通過量は第２段オフセット位置になると増加する。

第２図は以上述べたスプール式流量調整弁２０を組み込
んで形成した切削加工装置の油圧回路を示し、この回路
を構成する各種油圧回路は第６図で既に述べた機器と基
本的に同じものを用い、接続関係も基本的に同じである
ため、同一部品には同一符号を用いて示す。

即ち１は油圧源で、この油圧源１に方向切換電磁弁２を
接続し、電磁弁２から油を油圧シリンダー３に供給する
。

５はシリンダー３のピストン４先端に取り付けたドリル
で、シリンダー３の作動によりワークに対して進退動す
る。

７はスプール式流量調整弁２０とともに油圧シリンダー
３の排比側に並列に接続されたチェクツ弁であり、ピス
トン４の後退時において油タンク８からの油を流量調整
弁２０を経ずシリンダー３に還流させ、ドリル５を早戻
しする。

方向切換電磁弁２の作動により油圧源１から油圧シリン
ダー３に油が供給され、スプール式流量調整弁２０を通
過する油量に応じてドリル５の移動速度が決定される。

流量調整弁２０のスプール２１がドグ２２から開離し第
１図Ａで示すノーマル位置となっている場合には、既述
の如く多量の油が流通するため第３図に示す如くドリル
５はワーク側へ早送りハされる。

スプール２１の軸方向摺動により第１図Ｂで示す第１段
オフセット位置になると、第１絞り弁２９によって油量
は絞られ流通量は減少する。

この第１段オフセット位置においてドリル５によるワー
クの皿モミ加工が威され、ドリル５の切削運送り二によ
ってワークの孔開は加工が開始される。

皿モミが終り、ドリル５が一定法さに達したさいにスプ
ール２１を第２段オフセット位置とする。

これより流量調整弁６における油流通路は第１絞り弁２
９から第２絞り弁３１に変わり、この絞り弁３１のみを
油は通過し、第１段オフセット位置と比較して第１段オ
フセット〜位置の油流通量は増大する。

このためドリル５は切削運送り二から切削早送りホに移
行し、ト“リル５の送り速度を低速から高速へ切り換え
ることができる。

以上により皿モミ加工時は遅送り、この後は早送りの理
想的な加工を行うことができる。

第４図はこのようにドリル５の送り速度を変えてワーク
を孔開は加工した結果を示し、横軸は測定箇所を、縦軸
に孔開は加工した位置精度を表わしている。

実線ＣによるＸ方向加工精度、点線りによるｙ方向加工
精度はともに従来例を示した第８図よりも優れ、皿モミ
時に遅送り二と１．た効果が発揮されている。

又皿モミを終えた後流量調整弁２０の切り換えで早送り
ホするため、一旦ドリル送り速度を落してもこの早送り
ホで平均加工速度を増すことができ、加工時間Ｔ、は従
来例を示す第８図の加工時間Ｔとそれ程変わらず、加工
精度の向上を図りつつ加工効率を維持することができる
。

以上の説明で明らかな如く本考案によれば、スプールに
油流通可能な小径部を１個追加するようにしたため、第
２段オフセット位置において従来では２個の絞り弁を通
過していた油が第２絞り弁のみを通過するようになり、
このため第１段オフセット位置、第２段オフセット位置
において第１及び第２絞り弁を個別に油は通過し、これ
らの絞り弁の絞り量の相違で油流通量を少から多へ変換
可能となる。

又本考案によれば、スプールの小径部を１個追加して３
個とした流量調整弁を切削工具の油圧回路に組み込んだ
ため、第１段オフセット位置において絞り量の大きい第
１絞り弁に油を流通させて後、流量調整弁を切り換えて
第２オフセット位置とすれは、油は絞り量の小さい第２
絞り弁のみを通過し、従って切削工具の送り速度を遅送
りから早送りに変えることができ、遅送りの低速加工に
より加工精度が向上し、早送りの高速加工で加工効率の
向上を遠戚する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図はスプール式流
量調整弁の断面、及びＡ、 Ｂ、 Ｃのスプールの摺動
順序に従って油の流通系路を示す図、第２図はこの流通
調整弁を組み込んで構成した切削加工装置の油圧回路図
、第３図は切削工具の送り速度の推移を示すグラフ、第
４図は加工精度を示すグラフ、第５図乃至第８図は従来
例を示し、本考案に係る第１乃至第４図と同様の図であ
る。 尚図面中、２は方向切換弁、３は油圧シリンダー ５は
切削工具であるドリル、２０は流通調整弁、２１はスプ
ール、２１ｂ、２１ｃはランド部、２１ｄ、２１ｅ、２
１ｆは小径部、２３はインポート部、２４は中間ポート
部、２５はアウトポート部、２９は第１絞り弁、３１は
第２絞り弁である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 油の供給路と排出路を接続した油圧シリンダーのピスト
   ンに切削工具を取り付けるとともに該排出路に流量調整
   弁を設けた切削加工装置において、前記流量調整弁は弁
   本体の軸方向に離間してインポート部、中間ポート部及
   びアウトポート部を形成腰インポート部と中間ポート部
   とは第１絞り弁を備えた通路及び弁本体内に形成した連
   通孔で連通し、中間ポート部とアウトポート部とは第２
   絞り弁を備えた通路及び弁本体内に形成した連通孔で連
   通し、更に弁本体内に各ポート部及び連通孔を貫通して
   スプールを摺動可能に設け、このスプールの各ポート部
   及び連通孔に臨む部分を連通孔の径よりも小径とし、こ
   の小径部を連通孔間の距離よりも小さい距離で軸方向に
   離間し、その径が連通孔の径と略々等しい２個のランド
   部によって３個の小径部に区分していることを特徴とす
   るスプール式流量調整弁を用いた切削加工装置。